大腦如何為運動和行動做準備

大腦如何為運動和行動做準備 為了執行一系列操作,我們的大腦需要以正確的順序準備和排隊。 AYAakovlev /存在Shutterstock

我們的行為很大程度上取決於我們如何以正確的順序控制,組織和執行運動。 以寫作為例。 如果我們沒有在頁面上一個接一個地打擊,我們將無法寫一個單詞。

然而,運動技能(單一或序列的 行動 當神經系統條件破壞順序運動的計劃和控制時,通過練習變得毫不費力地變得非常難以學習和檢索。 當一個人患有某種疾病時 - 例如 運動障礙 或口吃 - 某些技能無法以平穩協調的方式進行。

傳統 科學家們相信 在一系列動作中,每一個都與大腦中的另一個緊密相關,一個動作觸發下一個動作。 但如果這是正確的,那麼我們如何解釋排序中的錯誤呢? 例如,為什麼我們輸入“form”而不是“from”?

研究人員 爭論 在我們開始一系列動作之前,大腦會同時回憶併計劃所有項目。 它準備一張地圖,其中每個項目都有一個相對於序列中順序的激活標記。 這些相互競爭,直到具有更強激活的項目獲勝。 因為更“準備”而執行“出來” - 所以我們首先在“from”中輸入“f” - 然後從地圖中刪除它。 這個過程稱為競爭排隊,對其餘的動作重複進行,直到我們以正確的順序執行序列的所有項目。


從InnerSelf獲取最新信息


大腦在任何運動發生之前同時激活動作的想法是 在2002研究中得到證實。 由於猴子正在繪製形狀(例如,為三角形製作三個筆劃),研究人員發現,在運動開始之前,每個筆劃都存在同時的神經模式。 激活的強度可以預測執行中特定操作的位置。

規劃和排隊

直到現在還不知道的是這種激活系統是否用於人腦。 在我們根據它們在序列中的位置準備動作時,我們也不知道動作是如何排隊的。 然而 最近的研究 來自班戈大學和倫敦大學學院的神經科學家表明,人腦中同時存在計劃和競爭排隊。

大腦如何為運動和行動做準備 為了執行一系列動作,我們的大腦必須在我們做之前將每個動作排隊。 Liderina /存在Shutterstock

對於這項研究,研究人員有興趣了解大腦如何準備執行學習動作的序列,如打字或彈鋼琴。 參與者接受了兩天的訓練,以便在基於計算機的任務中將抽象形狀與五指序列配對。 他們通過觀察屏幕上顯示的手部圖像上的手指與手指之間的小點移動,並在響應設備上按下相應的手指來學習序列。 這些序列是具有兩種不同節律的兩個手指順序的組合。

在第三天,參與者必鬚根據在屏幕上呈現一段時間的抽象形狀來製作完整的記憶序列,同時記錄他們的大腦活動。

通過觀察大腦信號,團隊能夠在計劃和執行動作時區分參與者的神經模式。 研究人員發現,在運動開始前幾毫秒,所有的手指按壓都按順序排列並“堆疊”。 手指按壓的激活模式反映了它們在緊接著之後執行的序列中的位置。 這種競爭排隊模式表明,大腦通過以正確的順序組織各個動作來準備序列。

研究人員還研究了這種預備排隊活動是否在具有不同節律或不同手指順序的不同序列之間共享,並發現它是。 競爭排隊機制充當模板,將每個動作引導到一個位置,並為準確生成新序列提供了基礎。 通過這種方式,大腦保持靈活和高效,足以通過使用該預備模板組織它們來準備產生未知的序列組合。

有趣的是,預備模式的質量預測了參與者生成序列的準確程度。 換句話說,在執行序列之前,活動或動作分離得越充分,參與者越有可能沒有錯誤地執行序列。 另一方面,錯誤的存在意味著為行動做準備的模式排隊沒有明確定義,並且往往混雜在一起。

通過了解我們的行動是如何在大腦中預先規劃的,研究人員將能夠找到執行平滑和準確的運動序列的參數。 這可以使人們更好地理解序列學習和控制障礙中發現的困難,例如口吃和運動障礙。 它還可以幫助開發新的康復或治療技術,優化運動計劃,以使患者能夠更熟練地控制動作序列。談話

關於作者

Myrto Mantziara,博士研究員, 班戈大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

關注InnerSelf

Facebook的圖標Twitter的圖標RSS圖標

通過電子郵件獲取最新信息

{emailcloak = OFF}